DE2020004C3

DE2020004C3 - Device for automatic reversing for pneumatic devices

Info

Publication number: DE2020004C3
Application number: DE19702020004
Authority: DE
Inventors: Manfred 6222 Geisenheim Schwab
Original assignee: Walter Koss oHG Fabrikation von Kunststoffartikeln, 6222 Geisenheim
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1976-07-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung für pneumatische Geräte mit einem einzigen, sich entsprechend der Betätigungsfolge periodisch erweiternden und verkleinernden Arbeitsraum, wobei die Umsteuerungseinrichtung ein über eine Druckluft-Einlaßverbindung und eine Druckluft-Auslaßverbindung mit dem Arbeitsraum des Gerätes in Verbindung stehendes Schieberventil aufweist dessen Spindel unter dem Einfluß einer elastischen Vorspannung steht die die Spindel in ihrer Ausgangsstellung hält bzw. in die Ausgangsstellung zurückdrängt. Es ist eine Steuerung der oben beschriebenen Art für Drucklufthammer bekannt (OE-PS 1 58 762), bei welchen ein gegen die Wirkung einer Rückholfeder vorzutreibender Arbeitskolben vorgesehen ist, durch dessen Bewegung das Volumen des Arbeitsraumes entsprechend der Betätigungsfolge periodisch erweitert und verkleinert wird. Ein wesentliches Element dieser ■ bekannten Steuerungsvorrichtung ist ein vor dem Ventil angeordneter Druckluftvorraum, in welchem beim Einströmen der Druckluft in den Arbeitszylinder ein Druckabfall eintritt, der das Steuerventil schließen läßt, während das öffnen des Steuerventils durch AufbauThe invention relates to a device for automatic reversing for pneumatic devices with a single, periodically expanding and contracting according to the sequence of operations Working space, the reversing device having a compressed air inlet connection and a compressed air outlet connection with the working space of the device in connection slide valve has its spindle under the influence of an elastic There is a preload that holds the spindle in its initial position or pushes it back into the initial position. There is a control of the type described above for pneumatic hammer known (OE-PS 1 58 762), in which a working piston to be driven forward against the action of a return spring is provided by whose movement periodically expands the volume of the working space according to the sequence of operations and is reduced in size. An essential element of this known control device is an upstream of the valve arranged compressed air antechamber, in which when the compressed air flows into the working cylinder Pressure drop occurs which causes the control valve to close while the control valve is being opened by build-up

eines Überdruckes in dem Druckluftvorraum erfolgt Ferner ist bei dieser bekannten Steuerungseinrichtung der Arbeitsraum mit einer zusätzlichen Auspufföffnung versehen. Diese bekannte An der Umsteuerung ist S relativ anfällig, insbesondere gegen Verschmutzungen oder sonstige Störungen in den Drucklufteinlaß- und Druckluftauslaß-Verbindungen zwischen dem Steuerventil und dem Arbeitsraum. Ferner ist diese bekannte Umsteuerungseinrichtung auch sehr empfindlich gegen unterschiedliche Betätigungsweise des Gerätes, da die Entstehung eines Unterdruckes und der Aufbau eines Überdruckes in den Druckluftvorraum maßgeblich davon beeinflußt wird, wie stark das handbetätigt Druckluft-Einlaßventil geöffnet wird. Schließlich ist diese bekannte Umsteuerungseinrichtung auch sehr empfindlich gegen Druckschwankungen in der Arbeits-Druckluft Um dies einigermaßen auszugleichen, ist bei dem bekannten Gerät vor dem handbetätigten Druckluftventil noch eine Drosselschraube angeordnetan overpressure takes place in the compressed air antechamber. Furthermore, in this known control device the working area is provided with an additional exhaust opening. This is known to the reversal S relatively vulnerable, especially to dirt or other disturbances in the compressed air inlet and outlet connections between the control valve and the work area. Furthermore, this known reversing device is also very sensitive to different operation of the device, since the creation of a negative pressure and the build-up of a Overpressure in the compressed air vestibule is significantly influenced by how strongly the manually operated Compressed air inlet valve is opened. Finally is this known reversing device is also very sensitive to pressure fluctuations in the working compressed air In order to compensate for this to some extent, the known device is in front of the manually operated compressed air valve still arranged a throttle screw

Es ist ferner eine Steuerungseinrichtung für Preßluft-Schlagwerkzeuge mit federbelastetem Steuerschieber bekannt bei der das Steuerventil als Schieberventil eine Ventilspindel mit zwei in entgegengesetzter Richtung wirksamen, unterschiedlich großen Kolben in zwei voneinander getrennten Ventilkammem aufweist, von den<;n die von dem kleineren Kolben begrenzte Yer.tükamrncr über eine .on Jtin Vcitiii gesteuerte Verbindung in der Ausgangsstellung mit der Druckluftquelle und die von dem größeren Kolben begrenzte Ventilkammer in der Endstellung über eine Verbindung zur Außenluft durch eine freigegebene öffnung verfugen (OEPS 1 22 431). Diese letztere Steuerungseinrichtung ist jedoch nur in Verbindung mit Arbeitszylindern bekannt, deren Kolben im Wechsel zweiseitig mit Preßluft beaufschlagt wird Hierzu müssen im Arbeitszylinder selbst Auspufflöcher angebracht sein, die der einen und der anderen Endlage des Arbeitskolbens zugeordnet sind, um jeweils bei Erreichen der einen oder anderen Endlage des Arbeitskolbens auf der bis dahin mit Druckluft beaufschlagten Kolbenseite Druckluft entweichen und einen Druckabfall entstehen zu lassen, der zur Betätigung des Schieberventils benutzt wird. Diese bekannte Umsteuerungseinrichtung hat damit erheblichen Bedarf an Druckluft, da durch die beiden Auspufföffnungen bei Erreichen der einen und anderen Endlage des Arbeitskolbens zeitweilig eine di. ekte Verbindung zwischen dem Drucklufteinlaß und der jeweils freigegebenen Auspufföffnung besteht Im übrigen neigen an Arbeitskolben angebrachte Auspufföffnungen zum Verschmutzen und vor allem bei kühler Witterung zum Vereisen. Hierdurch wird jedoch bei dieser bekannten Umsteuerungseinrichtung die Funktion des Schieberventils in Frage gestellt Außerdem ist bei dieser letzteren Einrichtung kein Arbeitsraum vorgesehen, dessen Volumen sich entsprechend der Betatigungsfolge periodisch erweitert und verkleinert. Vielmehr wird der zweiseitig beaufschlagte Kolben lediglich innerhalb des konstantes Volumen aufweisenden Arbeitsraumes hin- und hergeschoben. Dadurch ist es bei derartigen Einrichtungen grundsätzlich notwendig, ein die Bewegung des Kolbens übertragendes Element üblicherweise eine Kolbenstange, zu benutzen. Es ist jedoch nicht möglich, ein den Arbeitsraum abgrenzendes bewegliches Element, beispielsweise einen einseitig beaufschlagten Kolben, direkt zur Betätigung von Arbeits- oder Werkzeuggeräten, wie Zangen, Scheren u. dgl. zu benutzen. Demgegenüber will die Erfindung für pneumatischeIt is also a control device for compressed air striking tools known with spring-loaded control slide in which the control valve is a slide valve Valve spindle with two pistons of different sizes that work in opposite directions in two having separate valve chambers, of the <; n limited by the smaller piston Yer.tükamrncr controlled via a .on Jtin Vcitiii Connection in the starting position with the compressed air source and that limited by the larger piston Valve chamber in the end position via a connection to the outside air through a released opening grouting (OEPS 1 22 431). This latter control device However, it is only known in connection with working cylinders, the pistons of which are alternately two-sided compressed air is applied. For this purpose, exhaust holes must be made in the working cylinder itself which are assigned to the one and the other end position of the working piston, each time when the one or the other end position of the working piston on the piston side that has been pressurized with compressed air up to then Compressed air escape and create a pressure drop that is necessary to operate the slide valve is used. This known reversing device thus has a considerable need for compressed air, as by the temporarily one of the two exhaust ports upon reaching one and the other end position of the working piston di. There is an eect connection between the compressed air inlet and the respectively released exhaust port the rest of the exhaust ports attached to working pistons tend to get dirty and especially when it is cooler Weather for freezing. This, however, in this known reversing device, the function of the slide valve in question. In addition, there is no working space in this latter device provided, the volume of which is periodically expanded and reduced according to the sequence of operations. Rather, the piston acted upon on both sides is only within the constant volume Work area pushed back and forth. As a result, it is fundamentally necessary for such facilities an element that transmits the movement of the piston, usually a piston rod. However, it is not possible to have a movable element delimiting the work space, for example a piston acting on one side, directly for the actuation of work or tool devices, such as To use pliers, scissors and the like. In contrast, the invention for pneumatic

Geräte, deren Arbeitsvolumen sich en! sprechend der Betätigungsfolge periodisch erweitert und verkleinert eine selbsttätige Umsteuerungseinnchtung schaffen, die auch bei relativ kleiner Ausbildung der Geräte sicher arbeitet und deren Druckluftaufwand <m Vergleich zu J den bekannten Steuerungen solcher Art wesentlich verringert istDevices, the work volume of which is! speaking of Operating sequence expanded and reduced periodically create an automatic Umsteuerungseinnchtung that Safe even with relatively small devices works and their compressed air consumption <m compared to the known controls of this type significantly is decreased

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventilspindel in an sich bekannter Weise zwei in entgegengesetzter Richtung v/irksame, unterschiedlich große Kolben in voreinander getrennten Veniiifcammern aufweist, von denen die von dem kleineren Kolben begrenzte Ventilkammer über eine von dem Vent·! gesteuerte Verbindung in der Ai_igangssteüung nut der Druckiufiqueiie und die von dem größeren Kolben begrenzte Ventilkammer in der Endstellung durch eine freigegebene öfFnung mit der Außenluft verbunden sind und daß die Drucklufteinlaß- und Auslaßverbindungen zwischen dem Schiebeventil und dem Arbeitsraum ständig offen sind und in je eine der beider. Ventilkammern münden, wobei die in den durch den größeren Kolben begrenzte Ventilkammer mündende Druckluft-Auslaßverbindung zusammen mit der von dem größeren Kolben gesteuerten öffnung die einzige Entlüftung für den Arbeitsraum darstellt.This object is achieved according to the invention in that the valve spindle in a manner known per se two in opposite directions v / effective, different large pistons separated from each other Has Veniiifcammern, of which those of the smaller piston delimited valve chamber via one of the valve ·! controlled connection in the Ai_igangssteüung only the printed matter and that of that larger piston limited valve chamber in the end position by a released opening with the Outside air are connected and that the compressed air inlet and outlet connections between the slide valve and the work area are always open and in one of the two. Open valve chambers, the in the through the larger piston limited valve chamber opening compressed air outlet connection together with the opening controlled by the larger piston represents the only ventilation for the work space.

Durch die Erfindung wird eine besonders günstige Umsteuerungseinrichtung geschaffen, in der das Schieberventil mit nur sehr geringem Druckluftaufwand arbeitet und auch bei Ausführung in kleinen Abmessungen keine Gefahr für die sichere Funktion der Umsteuerungseinrichtung besteht Die Umsteuerungseinrichtung gemäß der Erfindung eignet sich daher insbesondere für pneumatische Arbeitsgeräte und Werkzeuge wie Zangen, Scheren. Stoßgeräte od. dgl. Die Art der Volumenänderung des Arbeitsraumes kann verschieden sein. Es kann sich um die Bewegung eines einseitig mit Druckluft beaufschlagten Kolbens in einem Arbeitszylinder oder auch um die Dehnung und das Zusammenziehen eines blähbaren Körpers handeln, der die Arbeitsenergie der Druckluft in die Betätigung eines Arbeitsgerätes umsetzt. Um das jeweilige Arbeitsgerät auf einen gewünschten Arbeitstakt einstellbar ?u machen, kann im Rahmen der Erfindung in der ständig offenen Druckluft-Einlaßverbindung zwischen dem Arbeitsraum des Gerätes und der durch den kleineren Kolben begrenzten Ventilkammer, des Schieberventils eine einstellbare Engstelle ausgebildet sein.The invention creates a particularly favorable reversing device in which the slide valve with only a very small amount of compressed air works and even with small dimensions there is no risk to the safe functioning of the Reversing device exists The reversing device according to the invention is therefore suitable in particular for pneumatic working devices and tools such as pliers, scissors. Bumpers or the like. The type of volume change in the working space can be different. It can be the movement of a Pistons pressurized on one side with compressed air in a working cylinder or also about the expansion and that Contracting an inflatable body act, which uses the work energy of compressed air to operate a Implements the implement. In order to adjust the respective work device to a desired work cycle? can make, within the scope of the invention in the constantly open compressed air inlet connection between the Working space of the device and the valve chamber, the slide valve, which is limited by the smaller piston an adjustable bottleneck can be formed.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung in Verbindung mit einem pneumatischen Kolbenantrieb für ein Werkzeug wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; es ⁷.eigtAn embodiment of the device according to the invention in connection with a pneumatic piston drive for a tool is explained in more detail below with reference to the drawing; it tends ^{to 7}

F i g. 1 die Errichtung schematisch in axialem Schnitt in Ausgangsstellung undF i g. 1 the construction schematically in axial section in starting position and

F1 g. 2 die Einrichtung in entsprechender Darstellung wie Fig. 1, jedoch in Endstellung, aus welcher die selbsttätige Umsteuerung in die Ausgangsstellung erfolgt.F1 g. 2 the facility in a corresponding representation As in FIG. 1, but in the end position, from which the automatic reversal into the starting position he follows.

Das nicht dargestellte Werkzeug ist in oder an einem Schaft angeordnet, der aus einem Vorderteil 1, einem mittleren Teil 2 und einem rückwärtigen Teil 3 zusammengesetzt ist. Der Vorderteil 1 enthält einen zylindrischen Arbeitsraum 15, in welchem im dargestellten Beispiel ein unter dem Einfluß einer Rückholfeder 4 stehender Kolben angeordnet ist Der Mittelteil 2 enthält das Schieberventil 25, das ein kombiniertes Einlaß- und Entlüftungs- oder Auslaßventil ist. Das Schieberventil 25 weist eine Spindel 8 auf, an deren einem Ende ein kleinerer Kolben 9 und am anderen Ende ein größerer Kolben 10 vorgesehen sind. Die von dem kleineren Koiben 9 begrenzte Ventilkammer 6 liegt in der Einlaß-Ventilseite und ist über eine von der Spindel 8 gesteuerte Verbindung, nämlich über die Bohrungen 11, 12 und 13 in der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung mit einer Druckluftquelle verbunden. Ferner besteht zwischen der Ventilkammer 6 und dem Arbeitsraum 15 des Gerätes die ständig offene Druckluft-Einlaßverbindung 23, in welcher eine ständig offene, jedoch einstellbare Fngstelle 14 angeordnet ist. Die von dem größeren Kolben 10 begrenzte Ventilkammer 7 ist über die ständig offene Druckluft-Ausiaßverbindung 24 mit dem Arbeitsraum 15 verbunden und wird bei der Umsteuerung des Ventils durch die dann von dem größeren Kolben 10 freigegebene Entlüftungsöffnung 16 mit der Außenluft in Verbindung gebracht.The tool, not shown, is arranged in or on a shaft, which consists of a front part 1, a middle part 2 and a rear part 3 is composed. The front part 1 contains a cylindrical working space 15, in which, in the example shown, a return spring 4 standing piston is arranged the middle part 2 contains the slide valve 25, which is a combined Inlet and vent or exhaust valve is. The slide valve 25 has a spindle 8 on which a smaller piston 9 is provided at one end and a larger piston 10 is provided at the other end. The from the smaller Koiben 9 limited valve chamber 6 is in the inlet valve side and is one of the Spindle 8 controlled connection, namely via the bores 11, 12 and 13 in the one shown in FIG Starting position connected to a compressed air source. Furthermore, there is between the valve chamber 6 and the Working space 15 of the device, the constantly open compressed air inlet connection 23, in which a constantly open, but adjustable catch point 14 is arranged. The valve chamber 7 delimited by the larger piston 10 is via the constantly open compressed air outlet connection 24 is connected to the working chamber 15 and is then reversed by the valve when reversing the larger piston 10 released ventilation opening 16 brought into communication with the outside air.

Der rückwärtige Teil des Schaftes 2 enthält eine abgesetzte Bohrung 17, weiche den Anschluß 18 für die Druckluft mit der Bohrung 13 des mittleren Schaftteiles 2 verbindet In der abgesetzten Bohrung 17 ist ein Kugelventil 19 untergebracht das mit Hilfe eines Handhebels unter Vermittlung eines federbelasteten Stößels 21 geöffnet werden kann.The rear part of the shaft 2 contains a stepped bore 17, the connection 18 for the soft Compressed air with the bore 13 of the central shaft part 2 connects Ball valve 19 housed the with the help of a hand lever under the mediation of a spring-loaded Plunger 21 can be opened.

Ohne Betätigung des Handhebels 20 nehmen das Schieberventil und das Handbetätigungsventil 19 die in F i g. 1 gezeigte Lage ein. Dazu ist die Spindel 8 des Srhiebe«-venti!s 20 durch die Feder 22 belastet.Without actuation of the hand lever 20, the slide valve and the manual actuation valve 19 take the in F i g. 1 position shown. For this purpose, the spindle 8 of the hammer valve 20 is loaded by the spring 22.

Wenn der Handhebel 20 gegen den Schaft gedrückt und dadurch das Kuppelventil 19 von seinem Sitz verschoben wird, strömt Druckluft durch die Bohrungen 13, 12 und 11 in die vom kleineren Kolben 9 begrenzte Arbeitskammer 6 des Schieberventils 25. Von dort strömt die Druckluft durch die Drucklufteinlaßverbin dung 23 und die Engstelle 14 weiter in den ArbeitsraumWhen the hand lever 20 is pressed against the shaft and thereby the coupling valve 19 from its seat is shifted, compressed air flows through the bores 13, 12 and 11 into the limited by the smaller piston 9 Working chamber 6 of the slide valve 25. From there, the compressed air flows through the compressed air inlet connection dung 23 and the bottleneck 14 further into the work area

15 des Gerätes und wirkt auf den Kolben 5, der sich entgegen der Rückholfeder 4 bewegt. Solange sich der Kolben 5 in Arbeitsrichtung bewegt, kann sich in dem Arbeitsraum 15 keine wesentliche Drucksteigerung aufbauen, so daß die aus dem Arbeitsraum 15 in die Ventilkammer 7 gelangende Luft nicht in der lage ist, den größeren Kolben 10 derart zu belasten, daß er die gemeinsame Wirkung der Druckiuftbeiastung des kleineren Kolbens 9 und der Feder 22 überwinden könnte. Sobald sich der Druck in der Arbeitskammer 15 aber bei Verzögerung der Kolbenbewegung stetig im Interesse einer hohen Arbeitsleistung aufbaut, so wird diese Drucksteigerung auch in die Ventilkammer 7 übertragen und auf den größeren Kolben 10 wirksam. Bei zunehmendem Druck in der Ventilkammer 7 wird das Stadium erreicht das die von dem erhöhten Luftdruck am größeren Kolben 10 erzeugte Kraft die entgegen wirkenden Kräfte des Kolbens 9 und der Feder 22 überwindet und die Ventilspindel 8 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung bewegt Infolgedessen wird die Verbindung der durch den kleineren Koiben 9 begrenzten Ventilkammer 6 mit der Druckquelle unterbrochen, während die Entlüftungsöffnung 17 durch den Kolben 10 freigegeben wird. Die Druckluft kann jetzt aus dem Arbeitsraum 5 durch die Druckluft Aus laßverbindung 24, die vom größeren Kolben 10 begrenzte Ventilkammer 7 und die Entlüftungsöffnung15 of the device and acts on the piston 5, which moves against the return spring 4. As long as the Piston 5 moves in the working direction, there can be no significant pressure increase in working space 15 build up so that the air coming from the working space 15 into the valve chamber 7 is not able to to load the larger piston 10 in such a way that the joint effect of the Druckiuftbeiastung des smaller piston 9 and the spring 22 could overcome. As soon as the pressure in the working chamber 15 but when the piston movement is delayed it builds up steadily in the interest of high work performance this pressure increase is also transferred into the valve chamber 7 and is effective on the larger piston 10. With increasing pressure in the valve chamber 7, the stage is reached that of the increased Air pressure on the larger piston 10 generated the opposing forces of the piston 9 and the force Overcomes spring 22 and the valve spindle 8 in the in F i g. 2 moved As a result, the Connection of the valve chamber 6 delimited by the smaller Koiben 9 with the pressure source interrupted while the vent opening 17 is released by the piston 10. The compressed air can now from the working space 5 through the compressed air from outlet connection 24, which is from the larger piston 10 limited valve chamber 7 and the vent opening

16 ins Freie entweichen. Sobald dadurch der Druck im Arbeitsraum (5 und somit auch in der Ventilkammer 7 unter ein der Spannung der Feder 22 entsprechendes Maß abgesunken ist kann die Feder 22 jetzt die Spindel 8 mit den beiden Kolben 9 und 10 wieder in die in F i g. 1 gezeigte Lage zurückschieben, so daß der neue Arbeitsvorgang beginnen kann.16 escape into the open. As soon as the pressure in the working space (5 and thus also in the valve chamber 7 the spring 22 can now be the spindle 8 with the two pistons 9 and 10 back into the position shown in FIG. 1 push back the position shown so that the new Work process can begin.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for automatic reversing for pneumatic devices with a single, yourself periodically expanding according to the investment sequence and denying the workspace, where the reversing device on via a pressure shift inlet connection and a compressed air outlet connection with the working space of the device in Has connection standing slide valve, the spindle under the influence of an elastic There is a preload that holds the spindle in its initial position or in its initial position pushed back, characterized in that the valve spindle (8) in a manner known per se two pistons (9,10) of different sizes acting in opposite directions in one another has separate valve channels (6, 7), of which the one limited by the smaller piston (9) Valve chamber (6) via one of the valve (25) controlled connection (11, 12, 13, 14) in the starting position (Fig. 1) with the compressed air source (18) and the valve chamber (7) delimited by the larger piston (10) in the end position (Fig. 2) are connected to the outside air through a released opening (16) and that the Pressure air inlet and outlet connections (23, 24) between the slide valve (25) and the working space (15) are always open and in each of the two Valve chambers (6,7) open, with the through the larger piston (10) delimited valve chamber (7) opening compressed air outlet connection (24) together with the opening (16) controlled by the larger piston (10) the only vent for represents the work space (15)

2. Device according to claim I. characterized that in the constantly open compressed air inlet connection (23) between the working space (15) of the device and the valve chamber (6) of the slide valve limited by the smaller piston (9) (25) an adjustable constriction (14) is formed.